何乾偉

（西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川成都，610500）

家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)

何乾偉

（西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川成都，610500）

家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)采用飛思卡爾MC9S12DG128單片機(jī)作為控制中心，其檢測元件為煙霧傳感器和激光傳感器，以固定電話作為家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)的載體，能夠在不影響固定電話正常功能的條件下使用，若有非法人員闖入居民家中，激光傳感器將收集此信息，固定電話將自動向外撥打主人預(yù)存的電話號碼，以此來通知主人，若主人應(yīng)答，該系統(tǒng)將通過電話線路提醒主人，家中有人非法闖入，通過回鈴音檢測。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)固定電話發(fā)生故障時(shí)，該系統(tǒng)還預(yù)留有第二個(gè)號碼備用，用戶還可以選擇拉響室內(nèi)預(yù)先安裝的報(bào)警喇叭，驅(qū)走非法闖入者。若家中易燃易爆氣體泄漏，煙霧傳感器將收集此信息，用與激光傳感器相似的方式告知主人，從而保證家庭安全。

智能電話；報(bào)警系統(tǒng)；監(jiān)測；自動防盜

0 引言

隨著人們生活水平的提高，小區(qū)居民日益重視家庭安全問題。但是現(xiàn)實(shí)中安防裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響美觀、價(jià)格昂貴等諸多問題。現(xiàn)有的電話機(jī)功能單一，家用固定電話一般只作為電話的撥出及接受使用不具有安防等重要功能，當(dāng)家庭中出現(xiàn)非法入侵以及火災(zāi)等意外事故時(shí)，由于沒有一款功能完善的安防系統(tǒng)，致使家中財(cái)產(chǎn)受到損失及破壞。為此，基于當(dāng)前的電信技術(shù)，設(shè)計(jì)了家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)，來解決上述問題。

1 家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能

為了克服固定電話功能單一以及現(xiàn)有安防系統(tǒng)的諸多缺點(diǎn)，家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)具有安防智能報(bào)警功能，能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)自主監(jiān)控以及防止突發(fā)情況的撥打第二報(bào)警電話的功能。

2 家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)所包括的部件有激光傳感器、煙霧傳感器、拓展接口、信號檢測與處理電路、CPU主控器、復(fù)位電路、喇叭報(bào)警、模擬摘機(jī)電路、語言錄、放電路、模擬機(jī)掛機(jī)電路、報(bào)警電路的設(shè)置、電話機(jī)、導(dǎo)線。

CPU主控器采用飛思卡爾MC9S12DG128單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制和檢測輸入信號、模擬掛機(jī)、撥號報(bào)警和模擬摘機(jī)等功能。

語言錄、放電路采用單片8～20秒的語音錄放模塊ISD1820P，此模塊工作在錄放模式，由CPU主控器對其進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)放音輸出完成報(bào)警語音通過線路的傳輸。

激光傳感器采用高線性、高單色性、高亮度的5mV激光器，由單片機(jī)進(jìn)行調(diào)制處理，接收部分采用與之匹配的接收管形成信號回路，用于門窗、陽臺等地的監(jiān)控。

煙霧傳感器采用氣體傳感器，其型號為MQ-9，該傳感器用于檢測易燃易爆的危險(xiǎn)氣體，比如廚房的液化氣等，該氣體傳感器對一氧化碳、液化氣和天然氣等具有較高的靈敏度。

報(bào)警電話使用獨(dú)立4x4鍵盤的方式，和固定電話的鍵盤相結(jié)合。固定電話的鍵盤用于控制電話機(jī)本身的輸入和報(bào)警電話的設(shè)置。

如圖1所示，在家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)中，激光傳感器通過導(dǎo)線與信號檢測與處理電路連接，煙霧傳感器也通過導(dǎo)線與信號檢測與處理電路連接，信號檢測與處理電路上安裝有拓展接，信號檢測與處理電路通過導(dǎo)線與CPU主控器連接，復(fù)位電路通過導(dǎo)線 CPU主控器連接，報(bào)警電路的設(shè)置通過導(dǎo)線與CPU主控器連接，CPU主控器通過導(dǎo)線與喇叭報(bào)警連接，CPU主控器導(dǎo)線與模擬摘機(jī)電路連接，CPU主控器通過導(dǎo)線與語言錄、放電路連接，CPU主控器通過導(dǎo)線與模擬機(jī)掛機(jī)電路連接，模擬摘機(jī)電路通過導(dǎo)線與固定電話連接，模擬機(jī)掛機(jī)電路通過導(dǎo)線與固定電話連接。

圖1為家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)施系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。利用激光傳感器及煙霧傳感器獲得家庭安全信息，信號檢測與處理電路處理來自激光傳感器和煙霧傳感器的信號，并將處理后信息送到CPU主控器中，通過CPU主控器的分析處理，達(dá)到監(jiān)測家中安全的目的，當(dāng)家中有不安全情況發(fā)生， CPU主控器通過模擬摘機(jī)電路控制固定電話，通知主人家中情況，若主人應(yīng)答，那么語言錄、放電路將發(fā)送語音信號，語音信號是主人提前設(shè)置好的，以此提醒對方，家中不安全情況發(fā)生，然后通過模擬機(jī)掛機(jī)電路實(shí)現(xiàn)模擬掛機(jī)，為完善所述功能，增加鍵盤報(bào)警電話設(shè)置及復(fù)位電路。

圖1

圖2為家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)的固定電話的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖。家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)將信號檢測與處理電路、CPU主控器、復(fù)位電路、喇叭報(bào)警、模擬摘機(jī)電路、語言錄、放電路、模擬機(jī)掛機(jī)電路、報(bào)警電路的設(shè)置電話高度集成，置于固定電話內(nèi)腔中，實(shí)現(xiàn)一體化，將檢測模塊中的煙霧傳感器、激光傳感器模塊放于要檢測的位置，實(shí)現(xiàn)用戶的自我選擇。

為實(shí)現(xiàn)上述煙霧檢測功能，家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)的煙霧傳感器采用氣體傳感器，其型號為MQ-9，該傳感器用于檢測易燃易爆的危險(xiǎn)氣體，比如廚房的液化氣等，該氣體傳感器對一氧化碳、液化氣和天然氣等具有較高的靈敏度，且具有成本低等優(yōu)點(diǎn)。該氣體傳感器所用氣敏材料為二氧化錫，二氧化錫的特點(diǎn)在于當(dāng)其處于純凈空氣中時(shí)電導(dǎo)率較低。該系統(tǒng)用高低溫循環(huán)檢測方式低溫檢測一氧化碳，基于二氧化錫的特點(diǎn)，當(dāng)空氣中一氧化碳濃度怎增加，其電導(dǎo)率增大。高溫檢測易燃易爆氣體天然氣、丙烷，并清洗低溫時(shí)吸附的氣體。使用工作電路將電阻率的變化轉(zhuǎn)化為電信號輸出。

圖2

圖3為家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)中檢測模塊的激光傳感器的電路圖。激光傳感器使用小型激光發(fā)射器，該激光傳感器激光管所產(chǎn)生的激光波長為635nm，其功率僅為5mw，發(fā)射部分采用單片機(jī)生成的調(diào)制信號，其頻率為180KHz ，通過三極管使激光管發(fā)光；該激光傳感器的接收部分采用一個(gè)與發(fā)射部分相匹配的接收管接收信號，其頻率也為180KHz，返回的狀態(tài)值，直接導(dǎo)入單片機(jī)，以此檢測返回電壓。當(dāng)家中安全時(shí)，激光傳感器返回的狀態(tài)值為0～0.5V，當(dāng)有人非法闖入時(shí)，激光傳感器返回的狀態(tài)值為5V，通過電壓的返回值可判斷該是否有人非法闖入。因?yàn)榧す鈧鞲衅鞑捎昧苏{(diào)制處理，接收管只能夠接收頻率與180KHz 差別較小的光，對于室內(nèi)的其他光線，均不敏感，因而受外界影響小。

圖3

圖4 為家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)中的報(bào)警電話設(shè)置，該報(bào)警電話使用獨(dú)立4x4鍵盤的方式，和固定電話的鍵盤相結(jié)合。固定電話的鍵盤用于控制電話機(jī)本身的輸入和報(bào)警電話的設(shè)置。鍵盤電路圖中S1～S10分別為固定電話的數(shù)字鍵盤，既可控制固定電話的輸入，又可控制單片機(jī)的電話號碼輸入。S11～S12是電話的#號和*鍵，其功能是報(bào)警電話存儲的選擇，S13～S16是單片機(jī)的拓展接口。

因?yàn)镸C9S12XS128單片機(jī)具有多個(gè)IO端口，所以電話的撥號采用IO端口控制三極管導(dǎo)通的方式，從而實(shí)現(xiàn)模擬撥號鍵盤的輸入，以此實(shí)現(xiàn)在固定電話不改變的基礎(chǔ)上，達(dá)到輸入報(bào)警電話。

系統(tǒng)由于采用了低功耗的傳感器及芯片，對各個(gè)傳感器模塊和單片機(jī)使用5～6V電源供電，因?yàn)樵撓到y(tǒng)的功耗在毫瓦級別，所以使用4節(jié)1.5V干電池供電。干電池內(nèi)置于固定電話內(nèi)，使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化和集成化。

圖4

圖5 為家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)的語言錄、放電路。語言錄、放電路使用單片8～20秒的語音錄放模塊ISD1820P， 其技術(shù)為CMOS，該電路電路可以實(shí)現(xiàn)邊沿/電平觸發(fā)兩向選擇，電源電壓低，僅為3～5V，電流可保持在0.5uA，當(dāng)不耗電時(shí)使用時(shí)間，使用時(shí)間長達(dá)一百多年。

當(dāng)ISD1820P模塊處于錄、放模式時(shí)， CPU主控器使 REC 錄音按鍵連通，這時(shí)錄音開始，與此同時(shí)， RECLED 燈也會亮起，當(dāng)CPU主控器釋放時(shí)，錄音停止。 對于放音，該系統(tǒng)采用的是循環(huán)放音模式，其默認(rèn)值為開關(guān)閉合，當(dāng)CPU主控器給予PE 鍵動作時(shí)，放音輸出。

3 結(jié)束語

家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)具有快速報(bào)警、可靠性高、控制方便、易于操作、結(jié)構(gòu)簡單、美觀、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，大大增加了小區(qū)和家庭的安全，具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對安全的重視，未來家用智能電話報(bào)警系統(tǒng)將有很大的發(fā)展前景。

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何乾偉，男，漢，年齡23周歲，西南石油大學(xué) 2012級本科生。

Intelligent home alarm system

He Qianwei
(Southwest Petroleum University, oil and gas engineering, Chengdu Sichuan, 610500)

Household intelligent telephone alarm system using fly think of Carl MC9S12DG128 microcontroller as the control center,the detecting element smoke sensor and laser sensor,with fixed phone as a household intelligent telephone alarm system of carrier to does not affect the use of fixed telephone to the normal function of conditions,if there is illegal personnel into the residents of the home in,laser sensors will collect the information,fixed phone will automatically outward Call Master pre stored telephone number,in order to notify the owner,if the host response,the system will through telephone lines to remind the owner, the home is illegal intrusion by ring back tone detection.When the first fixed telephone when a fault occurs,the system also set aside a second alternate phone numbers,the user can also choose sounding indoor pre installed alarm horn,to drive away the intruders.If flammable and explosive gas leak in the home,the smoke sensor will collect this information,and inform the master in a similar way with the laser sensor, thus ensuring the home safety.

smart phone;alarm system; monitoring;automatic anti-theft

圖5